夜空を鮮やかに彩る打ち上げ花火。あの美しい色彩の正体こそが、まさに金属化合物の炎色反応です。火薬の中に各種金属の粉末や塩（えん）を配合しておくことで、燃焼時の熱エネルギーによって多彩な光を放ちます。
では、なぜ金属を加熱すると特定の色に光るのでしょうか。その原理は「電子の励起（れいき）と基底状態への遷移」という原子レベルの現象にあります。
金属元素に炎の熱エネルギーが加わると、原子核のまわりを回っている電子がエネルギーを吸収し、外側のエネルギー準位が高い軌道へとジャンプします（これを「励起状態」と呼びます）。しかし、励起状態は極めて不安定なため、電子はすぐに元の安定した低い軌道（「基底状態」）へ戻ろうとします。
この元の位置に戻る瞬間に、余分となったエネルギーが特定の波長を持った「光（電磁波）」として放出されます。放出されるエネルギーの大きさ（波長）は元素ごとに固有の値が決まっているため、ナトリウムなら黄色の波長、銅なら青緑色の波長といった具合に、目に見える色が元素ごとに異なるわけです。
